系统实例
数据采集、特征提取：
长度、宽度、磁性、磁性的位置，光反射亮度、 光透射亮度等等
特征选择：
长度、磁性及位置、反射亮度
分类识别：
确定纸币的面额及真伪
模式识别应用举例
模式识别应用举例
汽车车牌识别
• 从摄像头获取包含车牌的彩色图象
• 车牌定位和获取
• 字符分割和识别 输入图象 特征提取 粗略定位
SUSAN算法通过核值相似区（Univalue Segment Assimilating Nucleus，USAN）实现角点特征的检测； 采用的角点检测模板是一种圆形的模板，如下图所示：
模式识别的发展简史
80年代 以Hopfield网、BP网为代表的神经网络模 型导致人工神经元网络复活，并在模式识 别得到较广泛的应用。 90年代 小样本学习理论，支持向量机也受到了很 大的重视。
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主要实用系统举例

文字识别（Character Recognition）
OCR（Optical Character Recognition）
• 模式识别发展历史
• 图像特征介绍
系统实例
纸币识别器对纸币按面额进行分类 5元 10元 20元 50元 100元
面额
系统实例
长度(mm) 136 141 146 151 156 宽度(mm) 63 70 70 70 77
5元 10元 20元 50元 100元
系统实例
5元 10元 20元 50元 100元 磁性 有 有 有 有 有 金属条位置(大约) 54/82 54/87 57/89 60/91 63/93
一般常用一阶和二阶导数来描述和检测边缘。
图像特征介绍
• 图像的边缘特征
• 图像点特征
• 图像纹理特征
• 图像形状特征
图像点特征
如果图像中的一个非常小的区域的灰度幅值与其领 域值相比有着明显的差异，则称这个非常小的区域称为 图像点（一般意义上的孤立像素点），如下图所示。
图像角点的概念
关于图像角点的定义有多重不同的看法。从直观可 视的角度出发，两条直线相交的顶点可看作是角点（如 图10.8所示）；物体的几个平面的相交处也可以看作是 角点，等等。从图像特征的角度出发，图像中周围灰度 变化较为剧烈的点可看作是角点；图像边界上曲率足够 高的点也可看作是角点，等等。
各类空间的概念
模 式 识 别 三 大 任 务
对象空间 模式采集：从客观世界（对象 空间）到模式空间的过程称为 模式采集。 特征提取和特征选择：由模式 空间到特征空间的变换和选择 。 类型判别：特征空间到类型空 间所作的操作。
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模式空间
特征空间
类型空间
图像模式识别
• 模式识别定义
• 模式识别应用举例
• 模式识别发展历史
• 图像特征介绍
模式识别的发展简史
1929年 G. Tauschek发明阅读机 ，能够阅读0-9的 数字。 30年代 Fisher提出统计分类理论，奠定了统计模 式识别的基础。 50年代 Noam Chemsky 提出形式语言理论——傅京 荪提出句法/结构模式识别。 60年代 L.A.Zadeh提出了模糊集理论，模糊模式识 别方法得以发展和应用。

模式类(Class)：具有某些共同特性的模式的集合。
模式识别系统
模式识别系统的主要环节： 特征提取： 符号表示，如长度、波形、。。。
特征选择：
选择有代表性的特征，能够正确分类
学习和训练： 利用已知样本建立分类和识别规则
分类识别：
对所获得样本按建立的分类规则进行分 类识别
模式识别系统
训练集：是一个已知样本集，在监督学习方法中， 用它来开发出模式分类器。 测试集：在设计识别和分类系统时没有用过的独立 样本集。 系统评价原则：为了更好地对模式识别系统性能进 行评价，必须使用一组独立于训练集的测试集对系 统进行测试。

智能交通（Intelligent Traffic）
车牌、车型。

语音识别（Speech recognition）
翻译机，身份识别等

目标识别
ATR（Automaic Target Recognition）
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图像模式识别
• 模式识别定义
• 模式识别应用举例
• 模式识别发展历史
• 图像特征介绍
图像特征介绍
图像的角点特征示意图
图像角点的概念
角点检测方法有很多种，其检测原理也多种多样，但 这些方法概括起来大体可以分为三类:
一是基于模板的角点检测算法；
二是基于边缘的角点检测算法； 三是基于图像灰度变化的角点检测算法。 其中，基于图像灰度变化的角点检测算法应用最为广泛。
SUSAN角点检测算法
1、SUSAN算法的原理
图像模式识别
巫义锐
河海大学计算机与信息学院 个人网址：wuyirui.github.io 电子邮箱：wuyirui@
图像模式识别
• 模式识别定义
• 模式识别应用举例
• 模式识别发展历史
• 图像特征介绍
模式识别定义

模式识别(Pattern Recognition)：确定一个样本的类别属 性（模式类）的过程，即把某一样本归属于多个类型中的某 个类型。 样本（Sample)：一个具体的研究（客观）对象。如患者， 某人写的一个汉字，一幅图片等。
• 图像的边缘特征
• 图像点特征
• 图像纹理特征
• 图像形状特征
图像的边缘特征
图像边缘具有方向和幅度两个特征。沿边缘走向 ，像素的灰度值变化比较平缓，而沿垂直于边缘的走 向，像素的灰度值则变化比较剧烈。这种剧烈的变化 或者呈阶跃状（step edge），或者呈屋顶状（roof
edge），分别称为阶跃状边缘和屋顶状边缘。
பைடு நூலகம்


模式(Pattern)：对客体（研究对象）特征的描述（定量的 或结构的描述），是取自客观世界的某一样本的测量值的集 合（或综合）。
模式识别定义

特征(Features)：能描述模式特性的量（测量值）。在统 计模式识别方法中，通常用一个矢量 表示，称之为特征 矢量，记为
x
x ( x1, x2 ,, xn )
分割字符
识别、输出
确定类型
精细定位
总结
• 训练过程(Training) 信息获取 预处理 特征提取 训练（学习分类规则） • 识别过程(Testing) 信息获取 预处理 特征提取 分类（利用学到的分类规则）
训练
分类器设计 信息获取 预处理 特征提取与选择
分类决策
图像模式识别
• 模式识别定义
• 模式识别应用举例